二冲程发动机作为小型航空动力装置被广泛使用,但受制于高空大气环境的影响,随着海拔升高发动机功率大幅下降,故其使用海拔高度比较有限。增压技术作为发动机功率恢复及强化的重要手段,可用于二冲程发动机的高空功率恢复。本文以一款二冲程进气道喷射航空活塞发动机为基础,在GT-Power软件中建立了原型机的仿真模型,并利用发动机台架试验数据对模型的可靠性进行了验证。结合简化匹配计算与GTPower仿真手段对涡轮增压器进行选型,建立了基于GT2056增压器采用进气中冷的二冲程废气涡轮增压发动机模型。对增压器采用废气门放气的控制方式,将增压器目标流量设定为随海拔高度升高而递减,这样的控制方式可以使在整个海拔高度变化范围内,二冲程增压发动机的运行线位于压气机Map图76%的高效率圈内,且有足够的喘振余量和堵塞余量,距离设计的最高转速线也有足够距离。增压后的发动机达到增压要求,海拔高度7000m时,功率为44kW,油耗率为463g/kW·h。对二冲程增压发动机进行仿真和分析,研究了不同海拔和不同转速下增压器与发动机的匹配规律;明确了运行海拔高度和转速变化对增压发动机的排气背压、扫气效率和陷气效率等参数的影响规律。研究结果表明,额定转速下,不同高度的发动机的废气可利用能量可以维持增压器的高效率运行;随海拔升高,增压发动机运行良好的转速点逐渐减少。针对二冲程发动机排气系统的特性,对排气管的几何参数(包括渐扩管锥角、渐扩管长度和膨胀管长度)进行优化,改善了排气管内的波动效应,促进了发动机增压后的换气过程,进一步提高了发动机的高空恢复功率。经优化,海拔高度7000m的发动机功率可达48.9kW,比优化前提升了11%。